RFID在铁路集装箱场站中的应用

王 平，秦鸣夏（.江苏运联信息股份有限公司江苏 南京 20023；2．上海铁路局 上海 20007）

RFID在铁路集装箱场站中的应用

王 平1，2，秦鸣夏1
（1.江苏运联信息股份有限公司江苏 南京 210023；2．上海铁路局 上海 200071）

铁路集装箱运输中往往存在着信息采集不全、货物追踪不实时等问题。基于实现自动采集集装箱信息、绑定车箱序列、提高集装箱场站作业效率的目的，采用RFID电子标签技术应用在铁路集装箱作业中，通过电子读写器和手持终端扫描集装箱电子标签，从而获取箱号以及货物信息，在集装车车皮进出场站时采集的数据可以与车号识别系统数据匹配加工出车箱关联序列，在集装箱装卸车和装拆箱时通过手持终端即可对货物信息进行读取和更新。通过RFID的应用，实现了铁路集装箱场站中的集装箱、货物和作业人的紧密关联，为建设以物联网数据采集和管理为基础的集装箱场站管理系统提供数据保障。

RFID；电子标签；集装箱；读写器

RFID即无线射频识别技术，俗称电子标签。其利用射频信号与空间耦合、传输特性，实现对实物的自动识别，具有很强的抗干扰、适应恶劣环境的优势，已经普遍在全球识别技术应用中推广开来。随着铁路集装箱运输的迅速发展，集装箱运输在铁路物流中的地位日趋凸显，因具备高效益、高效率、高协作的特点［1］，在给货主带来便利的同时，铁路集装箱的信息化管理也面临着更高的要求。在运输过程中，集装箱是通过它的唯一标识箱号来识别的，集装箱的交接同样是以箱号为准，但是人工采集数据一般有35％是不准确或不实时的，而采用图像识别的方式进行监管，则需要4至5台摄像头同时拍摄，不仅成本高、易受到恶劣天气影响，而且识别率仅达80％—90％［2］。因此，RFID在铁路集装箱中的应用是很有必要的，在集装车车辆进出场、装卸车以及装拆箱中都能够发挥巨大优势。

1　RFID的安装和读取

RFID在集装箱上的安装需要满足读写器识别、手持终端识别以及正面吊识别的要求，本着节约成本、方便高效的原则，集装箱的电子标签全部采用无缘标签。如图1所示，集装箱上安装的电子标签有一个主标、两个辅标和一个门标。

图1　集装箱电子标签安装示意图

主标（上行）：火车出（进）场时识别集装箱信息。

辅标（下行）：火车进（出）场时识别集装箱信息。

辅标（顶部）：火车进出场时，如果侧面标签无效或者遇到敞车运输集装箱的情况，扫描顶部辅标识别集装箱信息。

门标（箱门）：在装拆箱时用手持终端识别集装箱信息。

在铁路集装箱场站中，读取电子标签的媒介有电子读写器和手持式阅读器。电子读写器分别安装在集装箱正面吊的吊臂上和场站铁路专用线的道口边上，分别在装卸集装箱、集装箱进出场时识别标签，手持式阅读器一般嵌套在手持终端设备中，现场作业人员装拆箱时扫描箱顶部标签确认箱信息和货信息。这两种标签读写器的具体应用表现在：

吊车从火车上抓取集装箱时，吊臂上安装的RFID读写器将会自动感应识别所抓取的集装箱电子标签，并且自动上传到后台。同理，卸载集装箱时，吊臂上的RFID读写器也会将所卸载的集装箱电子标签信息采集，和系统指定的箱位号对应并确认卸货箱位，并且自动上传到后台。

工作人员可以采用RFID手持式读写器可以对集装箱上的RFID电子标签进行读取，然后通过该阅读器上的无线发射模块（WIFI、GPRS、3G网络等）把标签信息传送至后台的计算机系统进行处理，形成盘点报表，系统自动给出误差信息。

2　利用RFID对铁路箱的管理应用

2.1火车进出

在铁路集装箱场站中，集装箱的火车运输一般都是以平板车为主，也有部分敞车运输。如图2所示，在场站铁路专用线的道口两侧分别安装电子读写器，电子读写器与水平面角度大概为75度且向铁路内侧倾斜，两个读写器主要以识别主标和侧面的辅标信息为主，当遇到敞车时，主标和侧面的辅标无法读取，则通过顶部的辅标来识别箱号。车辆编组经过的同时，电子读写器就将车辆编组上的集装箱号及其序列记录下来，通过与ATIS车号识别系统保存的车号编组进行匹配，就可以得出车箱关联关系，定位出每辆车皮上的集装箱号。该车箱匹配方案具体应用在场站的接发车作业中表现为：

图2　集装箱火车进出场标签识别示意图

当一趟列车驶向场站时，通过进出场站铁道口处安装的铁路车号识别系统可将列车的行驶方向与车皮号及序列读出并上传至服务器［3］。同时场站信息管理系统会发出提示，告知操作人员有列车进场，同时将车皮号、车皮序列、车箱货对应关系以及场图信息通过场站系统进行整合加工，制作出初步的卸车计划展示给操作人员供其修改，无需操作人员前往现场抄录车皮号及序列信息，再回到办公室根据场图查询箱货信息来制定卸车计划。不仅能够起到提前提示的功能还缩短了场站的接车反应时间，大大缩短了卸车操作的耗时，提高了工作效率。

当一列集装箱车皮装车完毕后，列车将驶出场站，通过进出场站铁道口处安装的铁路车号识别器可将列车的行驶方向与车皮号及序列读出并上传服务器，场站系统将此数据与装车时设定的数据进行整合，自动生成发车单。无需工作人员手工制作发车单，有效规避发车单错误的同时也避免了因遗忘制作发车单导致后续操作无法进行的情况发生。

2.2集装箱装卸车

操作人员需先对将要进行集装箱装车操作的车皮或铁轨进行路线、装车方向以及车箱对应关系等等设定来制作装车计划［4］。此时配备在吊车驾驶室内的手持机会接收到该装车计划，司机可根据计划开始装车操作。当龙门吊或正面吊准备吊起集装箱时，安装在吊车上的RFID电子标签读写器会读取集装箱上安装的主标或侧标，并将车号与箱号以及标签中保存的货物信息在手持机界面上展示给操作人员，如果该电子标签内存储的运输模式与计划中操作人员设定的运输模式不符，则系统将会给予提示，此时系统操作人员与吊车司机可及时沟通，彻底避免发错箱情况的发生。当装车操作完成后，吊车司机在手持机上操作即可生成装车理货单。整个过程现场除了吊车司机外，不需其他人员接近作业地点，以RFID标签和正面吊读写器为信息媒介，将作业人员、货、箱的信息贯穿起来，不仅提高了作业效率也最大程度的保证了员工的安全。

操作人员完成卸车计划后，选择一下卸车的作业方向，配备在现场吊车驾驶室内的手持机即可接收到该卸车计划。当吊车开始进行卸车操作时，安装在吊车上的电子标签读写器会读取集装箱上安装的电子标签，吊车司机完成卸车操作后只需点击确认即可自动生成卸车理货单。

通过利用RFID来辅助管理集装箱装卸车作业，在作业效率、准确性和安全性上都有所改善。之前需要一名调度指挥在装卸场记录装车箱号、车皮号，记录完之后需要到电脑或手持终端输入理货单，现在现场不需要调度，司机只要根据车载电脑的指示作业，同时装车时无需任何人记录箱号车皮号，系统自动生成电子理货单；之前人工记录箱号、车皮号容易出错，当装错箱时不能实时提醒，现在电子识别错误率低，当卸错集装箱时，实时扫描到箱号并和计划比对发现有误实时提醒；之前现场有人指挥和记录，对正面吊的行驶安全性有极高的要求，现在现场人员少，提高了安全性。

2.3电子装拆箱

装箱前，配备在叉车驾驶室内的手持机将接收到对应的装箱计划［5］。当叉车开始装箱时，配备在叉车驾驶室内的手持机会扫描安装在集装箱上的电子标签（门标），读取集装箱信息，待叉车司机装完货物后，只需在手持机上输入装箱数量并点击确认即可完成装箱操作，无需手工进行检索或其他输入。确认装箱的同时，由系统自动生成装箱理货单，并将货物信息写入标签，在装箱的同时电子标签就记录了箱子和货物的全部信息。

拆箱前，配备在叉车驾驶室内的手持机即可接收到拆箱计划并可开始按计划拆箱。当叉车接近集装箱时，配备在叉车上的电子标签读写器会读取安装在集装箱上的电子标签。当叉车司机将箱内计划拆箱的货物拆至目的场位后，通过手持机输入拆箱件数即可完成拆箱操作，同时更新标签内货物信息，保证箱标签中的货物信息实时准确，最后系统自动生成拆箱理货单。

电子装拆箱本来可以依靠手持终端独立完成，但是存在着箱号无法自动读取，货物信息无法与箱号关联等问题，通过增加RFID识别模块，在作业效率上，无需作业人员手工在手持机上录入箱号，只需扫描集装箱的门标签即可读出箱号；在准确性上，电子扫描极大地减少了手工录入的误差，同时通过获取标签中保存的货物件数、型号等信息，可以与实际货物进行核对，减少了箱、货不匹配的情况。

3　结　论

RFID在铁路集装箱场站中的应用覆盖了集装箱运输的整个流程，从集装箱进场卸车，到拆箱，最后装箱装车直至出场，所有环节中电子标签作为信息载体，跟踪了整条物流运输链，通过电子读写器、手持终端设备采集标签信息，将集装箱、货物、作业人员三大实体紧密的结合起来，形成电子数据流的循环。2011年5月10日，交通运输部部长李盛霖、铁道部部长盛光祖在北京签署《关于共同推进铁水联运发展合作协议》［6］，随后两部共同发布了《关于开展集装箱铁水联运示范项目的通知》，其中连云港-阿拉山口是两部首批选定的6条铁水联运示范线之一，2014年在连云港港口实施的 “国家集装箱海铁联运物联网应用（连云港）示范工程”首先在新为多式联运集装箱场站实施了这一RFID应用方案，不仅极大地提高了场站接发车、装卸车作业效率，还避免了人工近距离采集数据从而保障了作业人员的安全，更重要的是实现了集装箱、货物的全程追踪，搭建起了以RFID、手持终端、电子读写器等为基础的物联网数据采集与管理系统。

［1］林结良，王爱民，邓成尧，等.铁路集装箱多式联运发展探讨［J］.铁道货运，2014，（1）:23-28.

［2］肖汉斌，阮轶.RFID在集装箱运输中的应用［J］.中国水运，2007（4）:52-53.

［3］刘莉.车号识别技术在编组站牵出线上的应用［J］.铁路计算机应用，2008（11）:25-26.

［4］张婕姝.集装箱码头生产调度优化研究［D］.上海：上海海事大学，2006.

［5］胡晓龙.集装箱空箱调运优化的模型与方法研究［D］.南京：东南大学，2005.

［6］交通运输部与铁道部签署铁水联运合作协议［J］.集装箱化，2011（5）:25-25.

The application of RFID in railway container station

WANG Ping1，2，QIN Ming-xia1
（1.Jiangsu Trans Union Information Stock Co，Ltd，Nanjing 210023，China；2．Shanghai Railway Bureau，Shanghai 200071，China）

Railway container transportation information collection is often incomplete，cargo tracking is not real time and other issues.Based on the realization of automatic collection container information，binding sequence of the carriage，improve the operation efficiency of container yard，the RFID electronic tag technology applied in railway container operation，through an electronic reader and hand-held terminal scanning electronic label for container，to get the box number and cargo information，data collected in container car wagon in and out of the station can and license plate recognition system data matching processing dispatch box sequence correlation in container loading and unloading trucks and uncrating the handheld terminal can read and update information on the goods.Through the application of RFID，the realization of the railway container yard container，cargo and operation is closely related to，for the construction of in network data acquisition and management to provide protection for data based container management system.

RFID；Electronic tag；container；reader

TN911.72

A

1674－6236（2016）11-0141-03

2015-07-02稿件编号：201507021

王 平（1965—），男，江苏扬州人，博士，高级工程师。研究方向：智能运输与信息化。